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Task 1 Adaptive Replacement Cache Replacement Policy

需要感性理解这个算法的流程。

在 RecordAccess 函数中，如果命中了 MRU ghost 或者 MFU ghost，我们都需要把它 移动到 MFU list 中。实现的过程中还是遇到了一个小 Bug，从 MRU ghost 或者 MFU ghost 移除 page_id 之后，还要记得把它从 ghost_map_ 中移除。这是我新加的数据结构，记录 当前在任意一个 ghost 列表中存在的 page_id

Task 2 Disk Scheduler

直接使用已经实现的 Channel 作为线程安全的任务队列。

Task 3 Buffer Pool Manager

这个部分最难。

需要注意死锁问题、数据竞争问题。

细节 一

下面是我遇到的一个 Bug，它导致 gradescope ParadiseLostTest 测试失败。 我在 NewPage 的时候，对新页分配了一个 frame。在 CheckedReadPage/CheckedWritePage 中， 如果没有 free frame，需要尝试 Evict，但是 Evict 的页有可能是当前请求的 page_id，此时 old_page_id == page_id，然后我把 old_page_id 从 page_table 中移除了，这就导致了 Bug。 正确做法应该检查 old_page_id != page_id。

细节二

  1. T1 线程：获取 bpm_latch，发现 page_id 不在 page_table 中，并且没有 free frame，此时我们需要 Evict，如果淘汰的页面是脏的，我们需要刷进磁盘，并且要是异步的。
  2. T2 线程：如果在 T1 进行异步刷盘的时候，尝试获取同一个 page_id，此时有两种情况：如果 T1 已经把 page_id 存入 page_table 中，T2 可能会读取到部分数据、空数据、全部数据。如果 T1 没有把 page_id 存入 page_table 中，T2 可能会给它分配一个 frame，也就是说一个 page_id 对应了两个 frame。这会造成数据不一致。

解决方法：我们需要维护 page_state，代表当前页的状态：不在 page_table 中，正在加载，加载成功。当 T2 发现要读取的页面正在加载，我们使用信号量等待，当 wait 被唤醒的时候，我们需要重新检查页面的状态，避免假唤醒的情况。也就是说，我们需要对每个页面维护一个单独的信号量。

总结

这个实验调试了很久，还好没有放弃，最终一点一点调试出来了，非常有成就感。目前 Rank 46，以后可以考虑优化思路。

buffer-pool-manager

AI 还不是万能的，它可以把这个实验做到 84 分，但是调试死锁问题、数据竞争问题还差的比较远。 但是可以借助 AI 来分析，例如让它提供排查思路，给它一些打印的调试日志，让它分析可能的原因，然后 再人工分析验证、使用 GDB 调试等。